关于电力系统稳定的探讨
摘要:随着国内农业、制造业、服务业等各种行业的繁荣发展,尤其是伴随着科技进步而来的科技化大发展即将进入高潮的重要时期,各行各业对电力的需求都急速加大,电力运输压力迅速扩张,那么,电力系统的稳定性便成了一个不可回避的核心的问题,因此,对电力系统稳定性方法的探讨和研究成为我国电力系统需要考虑的首要问题。
关键词:电力系统 稳定
现代化电网,由于系统互连在经济上越发具有吸引力,电网规模日益巨大,结构越来越复杂,使稳定问题的复杂性变得更加突出。电力系统稳定性一旦遭到破坏,必将造成巨大的经济损失和灾难性的后果。
1 合格操作
有关于电力系统的稳定管理,必须严格遵循《电力系统安全稳定导则》、《电力系统技术导则》和《电力系统暂态稳定计算暂行规定》的基本原则,严格操作,坚决抵制违规作业:
1.1 特殊容量处理
凡是单机容量在100MW以上的发电机组,必须配置电力系统稳定器(PSS装置)。凡稳定计算表明须投入PSS装置的机组,须由发电厂及时完成装置的现场参数配置试验,并按中调要求投入运行。
1.2 紧遵批示
220kV以下电压等级的电网,未经中调批准,不得与220kV电网构成电磁环网长时间运行。
2 人事管理
人事管理应依照《中国南方电网调度管理暂行规定》的要求,按调度管辖范围,分级管理、分层负责,不可越俎代庖。工作不分贵贱高低,认真履行自己的责任,各尽所值,上下合作,整齐一心。
2.1 上下级合作
凡下一级电网中有影响上一级系统稳定运行的检修方式和快速保护停运方式,安排前,下一级调度机构应向上一级调度机构办理申请,经同意后方能安排。
2.2 实验分析报告和方案管理
凡对各级调度机构管辖的运行设备进行试验,或进行系统实时特性试验的,须提供有关的计算分析报告和试验方案,以及保证试验期间系统安全的措施,并向该级调度机构提出书面的试验申请,经同意后方可进行试验。
2.3 严禁超稳定极限运行
因特殊原因需降低系统稳定考核标准运行时,要有相应的事故预防措施,并需经有关主管生产的领导批准。
2.4 设备模型与参数管理
但凡与系统稳定分析计算紧密相关的设备模型及参数,包括汽轮机、水轮机等原动机、发电机、励磁系统、PSS、调速系统,以及变压器、线路等的模型及参数,各相关单位负责在其新出现或发生改变时主动向相应的调度机构提供。资料应详细准确,以保证系统计算基本数据的正确性。
2.5 紧遵《电力系统安全稳定导则》
在电网规划、大容量发电机组或枢纽变电站接入系统设计及电网改造设计中,各级调度部门参加设计审核时,应审查报告中是否包括相关的稳定计算分析和保证稳定的技术措施等内容,且结果是否符合《电力系统安全稳定导则》的要求。
3 保证容量储备
要确保电力系统能够安全稳定地运行,系统应有足够的静态稳定储备和系统阻尼的储备,并有有功、无功(包括动态的)备用容量和必要的调节手段,只有这样才能在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时,做到电力系统的稳定安全,不仅如此,还可在保障事故应急操作时,不发生自发振荡。科学技术是第一生产力,努力攻克技术难关,以保证电力系统的稳定安全。
3.1 改善发电机励磁调节系统的特性
由电力系统功率极限的简单表达式 可知,减小发电机的电抗,可以提高>电力系统功率极限和输送能力。发电机的惯性时间常数对电力系统暂态稳定的影响也是很明显的。由发电机的相对加速度 可知,增大可以减小a,从而减小发电机受扰动后转子相对动能的变化量,有利于提高暂态稳定。但是,减小发电机的电抗和增大发电机的惯性常数,需要增加材料消耗,增大电机尺寸和重量,这不是经济合理的办法。通过改善发电机励磁调节系统的特性来改善
发电机的特性,对提高电力系统功率极限和扩大稳定运行范围有良好的作用,而且经济性好。因此,现代电力系统的发电机都装设自动励磁调节装置。为了由于过大的电压调节放大系数所产生的负阻尼,在励磁系统中增加电力系统稳定器(PSS),改进为微机励磁调节系统。采用先进控制理论的励磁控制器和柔性交流输电系统,使二者同时发挥作用,更好地提高暂态稳定性。
3.2 改善原动机的调节特性
电力系统受大扰动后,发电机因轴上出现的不平衡功率使发电机产生剧烈相对运动,破坏系统稳定运行,如果原动机的调节很灵敏,使原动机的功率变化跟上发电机的电磁功率变化,轴上的不平衡功率便可大大减小,从而防止暂态稳定破坏。为了减小故障后发电机组的输入功率,以消除其与输出功率间的不平衡,对于中间再热式汽轮机组可以采用汽轮发电机快速调节汽门与发电机功率角检测装置和微机控制组成的高速系统,根据发电机功角变化的情况,交替关、开快速汽门,以缩短振荡时间,提高暂态稳定。水轮发电机因启动较快,可以采用切机的措施。在短路故障或输电线路断开后,为不使发电机加速而失去稳定性,可以迅速切除部分送端发电机组,采用切机措施时还应考虑全系统的功率供需平衡问题。在送、受端系统的容量可比时,应考虑受端系统有充分的备用出力,以满足负荷的需要,或者考虑在受端系统切除部分负荷的措施。更有效的措施是采用动态安全调度,即通过调节发电机的有功功率,使系统在某些事故下,由暂态不稳定变为暂态稳定,防止事故扩大引发大规模停电事故。
3.3 改善输电线路的特性及减小变压器的电抗
改善输电线路的特性,主要是减小电抗。输电线路的电抗占系统总电抗的比重很大,减小输电线路的电抗对提高电力系统的稳定性有着重要的作用。减小输电线路的电抗,可从两个方面进行:一是提高输电线路的额定电压;二是改变输电线的传统结构,采用导线结构,既
可减小输电线的电抗,又可减小电晕损耗。变压器的电抗在输电系统总电抗中比例虽不大,但在已采取减小输电线路电抗措施的超高压输电系统中,减小变压器的电抗,仍有一定的作用,如在超高压远距离输电系统中采用自耦变压器,对提高稳定性有良好的作用。
3.4 改善继电保护和开关设备的特性
继电保护和开关设备的特性,对能否快速地切除短路故障,提高系统稳定性有着决定性作用。加快对故障点的切除速度,可以减小切除角,这样,既减小了加速面积,又增大了可能的减速面积,从而提高了暂态稳定。
参考文献
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